福建省宁德市福鼎第十三中学2020-2021学年高三物理模拟试题含解析

福建省宁德市福鼎第十三中学2020-2021学年高三物理模拟试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.太阳系中的第二大行星——土星的卫星很多，目前已发现数十颗。其中土卫五和土卫六绕土星的运动可视为圆运动，下表是有关土卫五和土卫六两颗卫星的一些信息，则下列判断正确的是卫星与土星距离/km半径/km质量/kg发现者发现年份土卫五5270007652.49×1021卡西尼1672土卫六122200025751.35×1023惠更斯1655A.土卫六绕土星运动的周期比土卫五绕土星运动的周期小

B.土卫六环绕土星运动的向心加速度比土卫五绕土星运动的加速度小C.土卫六表面的重力加速度比土卫五表面的重力加速度大

D.土卫六绕土星运动的线速度比土卫五绕土星运动的线速度大参考答案：BC2.图1是某电场电场线的分布图，其中a、b是电场中的两点。下列说法中正确的是(

)A．a点的场强比b点的场强大B．a点的场强与b点的场强一样大C．同一个点电荷在a点所受的电场力比在b点所受的电场力小D．同一个点电荷在a点所受的电场力与在b点所受的电场力一样大参考答案：A3.(单选)如图所示，几个倾角不同的光滑斜面具有共同的底边AB，当物体沿不同的倾角无初速度从顶端滑到低端，下面哪些说法是正确的

(

)A．倾角为30°时所需的时间最短B．倾角为45°时所需的时间最短C．倾角为75°时所需的时间最短 D．所有时间均相等参考答案：D4.如图所示，两束相同的平行细激光束，垂直射到玻璃半圆柱的MON侧面上。已知光线“1”沿直线穿过玻璃，它的入射点是O，光线“2”的入射点为A，穿过玻璃后两条光线交于P点。已知玻璃柱截面的圆半径为R，OA=，OP=，光在真空中的传播速度为c。据此可知A．光线“2”在圆弧面的入射角为45°B．此种玻璃材料对该光线的折射率为C．该光线在玻璃中传播速度为D．光线“1”在玻璃中传播时间为参考答案：D5.（多选）如图甲,abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框,金属线框的质量为m，电阻为R在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向垂直于线框平面向里。现使金属线框从MN上方某一髙度处由静止开始下落，如图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的v-t图象，图中字母均为已知量。重力加速度为g,不计空气阻力。下列说法正确的是(

)A.金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿adcba方向

B.金属线框的边长为v1(t2-t1)C.磁场的磁感应强度为D.金属线框在O-t4的时间内所产生的热量为

参考答案：BC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，弹簧S1的上端固定在天花板上，下端连一小球A，球A与球B之间用轻绳相连，球B与球C之间用弹簧S2相连。A、B、C的质量分别为mA、mB、mC，弹簧的质量均不计。已知重力加速度为g。开始时系统处于静止状态。现将A、B间的绳突然剪断，线刚剪断时A的加速度大小为___________，C的加速度大小为_________。参考答案：，07.一质点作自由落体运动，落地速度大小为8m/s则它是从

m高处开始下落的，下落时间为---------

s参考答案：3.2、0.88.氢原子第n能级的能量为En=，其中E1为基态能量．当氢原子由第5能级跃迁到第3能级时，发出光子的频率为；若氢原子由第3能级跃迁到基态，发出光子的频率为，则=

。参考答案：9.质量为100kg的小船静止在水面上，船两端有质量40kg的甲和质量60kg的乙，当甲、乙同时以3m/s的速率向左、向右跳入水中后，小船的速度大小为0.6m/s，方向是向左．参考答案：考点：运动的合成和分解．专题：运动的合成和分解专题．分析：根据动量守恒定律分析，甲乙船三者组成的系统动量守恒．解答：解：甲乙船三者组成的系统动量守恒．规定向左为正方向．设小船的速度大小为v，由动量守恒定律有：0=m甲v甲+m乙v乙+mv

0=40×3﹣60×3+100v解得：v=0.6m/s．速度v为正值，说明方向向左．故答案为：0.6，向左．点评：解决本题的关键熟练运用动量守恒定律，注意动量的失量性，与速度的正负是解题的关键．10.电容器作为储能器件，在生产生活中有广泛的应用。对给定电容值为C的电容器充电，无论采用何种充电方式，其两极间的电势差u随电荷量q的变化图像都相同。（1）请在图1中画出上述u–q图像。类比直线运动中由v–t图像求位移方法，求两极间电压为U时电容器所储存的电能Ep。（

）______（2）在如图2所示的充电电路中，R表示电阻，E表示电源（忽略内阻）。通过改变电路中元件的参数对同一电容器进行两次充电，对应的q–t曲线如图3中①②所示。a．①②两条曲线不同是______（选填E或R）的改变造成的；b．电容器有时需要快速充电，有时需要均匀充电。依据a中的结论，说明实现这两种充电方式的途径。__________________（3）设想使用理想的“恒流源”替换（2）中电源对电容器充电，可实现电容器电荷量随时间均匀增加。请思考使用“恒流源”和（2）中电源对电容器的充电过程，填写下表（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

“恒流源”（2）中电源电源两端电压________通过电源的电流________

参考答案：

(1).

(2).

(3).R

(4).要快速度充电时，只要减小图2中的电阻R；要均匀充电时，只要适当增大图2中的电阻R即可

(5).增大

(6).不变

(7).不变

(8).减小【详解】由电容器电容定义式得到图象，类比图象求位移求解电量，由图3斜率解决两种充电方式不同的原因和方法；根据电容器充电过程中电容器两极板相当于电源解答(1)由电容器电容定义式可得：，整理得：，所以图象应为过原点的倾斜直线，如图：由题可知，两极间电压为U时电容器所储存的电能即为图线与横轴所围面积，即，当两极间电压为U时，电荷量为，所以；(2)a.由于电源内阻不计，当电容器充满电后电容器两端电压即电源的电动势，电容器最终的电量为：，由图可知，两种充电方式最终的电量相同，只是时间不同，所以①②曲线不同是R造成的；b.由图3可知，要快速度充电时，只要减小图2中的电阻R，要均匀充电时，只要适当增大图2中的电阻R即可；(3)在电容器充电过程中在电容器的左极板带正电，右极板带负电，相当于另一电源，且充电过程中电量越来越大，回路中的总电动势减小，当电容器两端电压与电源电动势相等时，充电结束，所以换成“恒流源”时，为了保证电流不变，所以“恒流源两端电压要增大，通过电源的电流不变，在(2)电源的电压不变，通过电源的电流减小。11.如图所示，一物体在平行于斜面向上的恒力F作用下，由静止从底端沿光滑的斜面向上做匀加速直线运动，经时间t力F做功为60J，此后撤去恒力F，物体又经时间t回到出发点，若以地面为零势能点，则当物体回到出发点时的动能为EK=__________J，在撤去恒力F之前，当物体的动能为7J时，物体的机械能为E=_________J。

参考答案：EK=60J、

E=28J12.某同学在探究摩擦力的实验中采用了如图所示的操作，将一个长方体木块放在水平桌面上，然后用一个力传感器对木块施加一个水平拉力F，并用另外一个传感器对木块的运动状态进行监测，表1是其记录的实验数据。木块的重力为10.00N，重力加速度g=9.80m/s2,根据表格中的数据回答下列问题（结果保留3位有效数字）：

表1实验次数运动状态水平拉力F/N1静止3.622静止4.003匀速4.014匀加速5.015匀加速5.49(1）木块与桌面间的滑动摩擦力Ff=

N；(2）木块与桌面间的动摩擦因数

；(3）实验次数5中监测到的加速度

m/s2．参考答案：当物体做匀速运动的时候，拉力等于摩擦力，在根据，就可以求出摩擦因数。在第5次监测中利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小。13.在做《研究匀变速直线运动》的实验时，某同学得到一条纸带，如图所示，每隔四个计时点取一个计数点，已知每两个计数点间的距离为x，且x1＝0.96cm，x2＝2.88cm，x3＝4.80cm，x4＝6.72cm，x5＝8.64cm，x6＝10.56cm，电磁打点计时器的电源频率为50Hz．计算此纸带的加速度大小a＝___________m/s2，打第四个计数点时纸带的速度大小v＝___________m/s．参考答案：1.92

0.576三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.[物理——选修3-5]（15分）（1）（5分）在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符合历史事实的是

。（填正确答案标号，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）A.密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值B.贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核C.居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋（Po）和镭(Ra)两种新元素D.卢瑟福通过а粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子E.汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷（2）（10分）现利用图（a）所示的装置验证动量守恒定律。在图（a）中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器（图中未画出）的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器（未完全画出）可以记录遮光片通过光电门的时间。实验测得滑块A质量m1=0.310kg，滑块B的质量m2=0.108kg，遮光片的宽度d=1.00cm；打点计时器所用的交流电的频率为f=50Hz。将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右的初速度，使它与B相碰；碰后光电计时器显示的时间为，碰撞前后打出的纸带如图（b）所示。若实验允许的相对误差绝对值（）最大为5℅，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律？写出运算过程。参考答案：（1）ACE（5分）（2）（10分）按定义，物块运动的瞬时速度大小v为v=

①式中为物块在很短时间内走过的路程。设纸带上打出相邻两点的时间间隔为，则==0.02s

②可视为很短。设A在碰撞前、后瞬时速度大小分别为，。将②式和图给实验数据代入①式得=2.00m/s

③=0.970m/s

④设B在碰撞后的速度大小为，由①式有=

⑤代入题给实验数据得=2.86m/s

⑥设两滑块在碰撞前、后是总动量分别为p和p’，则

⑦⑧两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为

⑨联立③④⑤⑥⑦⑧⑨式并代入有关数据，得=1.7%<5%

⑩因此，本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律。15.在“用DIS研究质量一定时，加速度与外力的关系”的实验中，某同学连接完如图所示的实验器材进行实验．（1）已知水平轨道足够光滑，传感器已正确连接数据采集器．图示中器材安装中的一个错误是细线不水平．（2）本实验中细线拉力大小不能直接测量，我们把钩码重力大小作为细线拉力大小．小车加速度较小（选填“较小”、“较大”或“无限制”）时，实验结果更加精确．参考答案：解：（1）实验中认为绳子的拉力为小车的合力，所以按照器材时的一个错误为细线不水平．（2）若拉力的大小不能直接测量，我们把钩码重力作为细线的拉力大小，根据牛顿第二定律得，mg﹣T=ma知，T=mg﹣ma，可知当加速度较小是，实验结果根据准确．故答案为：（1）细线不水平（2）钩码重力，较小．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，质量M=8kg的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端加一水平推力F=8N。当小车向右运动的速度达到1.5m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量为m=2kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2，小车足够长。求：（1）放上小物块后，小物块及小车的加速度各为多大？（2）经多长时间两者达到相同的速度？（3）从小物块放在小车上开始，经过t=2s小物块通过的位移大小为多少？（取g=10m/s2）参考答案：17.右图中左边有一对平行金属板，两板相距为d．电压为U；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0，方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里。图中右边有一半径为R、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面朝里。一电荷量为q的正离子沿平行于金属板面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿同一方向射出平行金属板之间的区域，并沿直径EF方向射入磁场区域，最后从圆形区城边界上的G点射出．已知弧FG所对应的圆心角为，不计重力．求(1)离子速度的大小；(2)离子的质量．参考答案：(1)由题设知，离子在平行金属板之间做匀速直线运动，安所受到的向上的压力和向下的电场力平衡

①式中，是离子运动速度的大小，是平行金属板之间的匀强电场的强度，有

②由①②式得